避障模式下深海采矿系统动力学分析

为研究避障模式下深海采矿系统中中间仓的运动规律,基于虚拟样机技术建立5 km硬管水力输送系统虚拟样机模型,根据现有的全区域覆盖算法,提出3种可能的避障模式(圆形、矩形、折返避障模式),分析不同避障模式、避障速度、障碍物距离对中间仓运动特性的影响,并进行模拟实验研究。研究结果表明:中间仓的运动主要发生在集矿机前进的方向上;在起始点附近,折返避障模式下,避障结束时中间仓位移的最大值达3.0 m,比圆形和矩形避障模式的高;当避障速度从0.4 m/s增加到1.0 m/s时,中间仓位移平均值的增加幅度小于0.2 m;障碍物距离对中间仓运动特性影响较大,中间仓位移平均值和最大值随障碍物距离的增加而逐渐减少;在进行采集路径规划时,尽量使障碍物距离大于200 m。因此,对集矿机进行避障算法设计时,不仅要考虑算法的可行性,还要考虑整个系统在不同避障模式下动力学特性。